迷信家发布自动测量量子进制的机器学习算法
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  • 乔佳
  • 2019-10-03 12:32:58 10

量子计算机的运算速度远超传统计算机,而机器学习能够使计算机通过数据自我优化。如果将机器学习与量子计算机相结合,是否有可能创造出超高速运算的智能计算机呢?

人类正朝着这一目标迈出关键一步。9月底,牛津大学在《npj Quantum Information》杂志上发表了一篇论文。这篇论文展示了牛津大学与巴塞尔大学及兰卡斯特大学的合作成果——一种计算量子点的机器学习算法。这项技术使得构建更大规模的量子比特结构和更为复杂的量子计算机成为可能。

首先,我们需要了解一下什么是量子点。

要使量子点达到最佳状态,电压的调控必须极其精确。

量子点是一种纳米级别的物质,通常为半导体材料,能够将电子和空穴限制在其中,从而产生可控的光学、电学和自旋特性。量子点技术已应用于晶体管和太阳能电池等领域,近年来也开始用于量子计算机的运算。

在量子点中,电子的自旋状态是最小的信息单元,即量子比特。在量子点中,电子被限制在一个陷阱中,其自旋状态可以通过电压的调节迅速改变。因此,我们可以利用这种特性来构建量子计算机,进行量子运算。

为了使量子点达到最佳状态,电压的调节必须非常精确。问题是,随着量子点数量的增加,即量子比特数量的增加,要想让每一个量子点都达到最佳状态,就需要花费大量时间来调整电压,因为每个量子点的情况都是独一无二的,必须逐一调整。

这意味着,能否实现量子比特的自动测量和控制,将是扩展量子计算机应用的关键。

最近,牛津大学发布了一种计算量子点的机器学习算法,为解决这个问题提供了新的途径。该算法可以实现量子比特的自动测量和控制,相比传统方法,能显著减少测量时间和次数。研究人员通过电压与量子点变化的关系来训练这个机器学习算法,使其找到最高效的测量和控制方法。

牛津大学材料科学教授娜塔莉娅·阿雷斯表示,这是人类首次使用机器学习来测量量子点,这使我们能够构建更大规模的量子设备。

接下来,巴塞尔大学教授多米尼克·祖姆布尔表示,他们计划将这种算法应用于其他材料制成的量子点,以制造更优秀的量子计算机,并构建更大规模的量子比特结构。

通过机器学习算法,人们实现了量子点测量和控制的自动化,提升了运算性能,使构建更为复杂的量子设备成为可能。也许不久的将来,科学家们就能开发出基于量子计算机运行的人工智能,借助量子计算机的高速运算,或许人类有机会开发出更加智能且应用广泛的超级人工智能。

    本文来源:图灵汇
责任编辑: : 乔佳
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